تعریف اقلیم، شرایط متوسط آب و هوا برای یک محدوده خاص و یک دوره خاص میباشد
تغییر اقلیم عبارت است از تغییرات رفتار آب و هوایی یک منطقه نسبت به رفتاری که در طول یک افق زمانی بلند مدت از اطلاعات مشاهده یا ثبت شده در آن منطقه مورد انتظار است. نظریه های زیادی در ارتباط با تغییر اقلیم ارائه شده است. در این متن علاوه بر معرفی این نظریه ها آشنای اجمالی با تغییر اقلیم خواهیم داشت. تغییر اقلیم به معنی هر نوع تغییر در الگوهای مورد انتظار برای وضعیت میانگین آب و هوایی است که در طولانی مدت در یک منطقه خاص یا برای کل اقلیم جهانی رخ می دهد. این تغییرات می تواند از 10 سال تا چند میلیون سال تغییر کند. در برخی موارد تغییر اقلیم را با فرض رابطه علت و معلولی بشری نیز بکار می برند که در کنوانسیون تغییر اقلیم سازمان ملل UNFCCC مورد استفاده قرار گرفته است. پدیده تغییر اقلیم در نتیجه فاکتورهایی همچون فرآیندهای دینامیکی زمین و یا عوامل بیرونی همچون تغییرات در شدت تابش خورشید، گردش وضعی زمین، گازهای گلخانه ای و یا فعالیت های انسانی رخ می دهد
پدیده تغییر اقلیم
پدیده تغییر اقلیم در واقع تغییر برگشت ناپذیر در متوسط شرایط آب و هوایی است که در یک ناحیه اتفاق می‌افتد. به بیان دیگر، تغییر اقلیم ، تغییر معنی‌دار آماری در متوسط وضع اقلیم است که برای یک دوره طولانی (دهه‌ها یا طولانی‌تر) ادامه می‌یابد. این تغییر می‌تواند در متوسط دما، بارندگی، الگوهای آب و هوایی، باد، تابش و پارامترهای مشابه آن باشد. اقلیم می‌تواند گرمتر و یا سردتر شود و مقادیر سالانه بارش می‌تواند افزایش و یا کاهش یابد . تغییرات الگوی اقلیم از یک مکان به مکان دیگر وابسته به عرض جغرافیایی، فاصله از دریا، پوشش گیاهی، وجود یا عدم وجود نواحی کوهستانی و دیگر فاکتورهای جغرافیایی میباشد. تغییر اقلیم یکی از معضلات کنونی جامعه بشری است و تهدید و بلایی برای سیاره زمین به شمار می‌رود . این پدیده دارای دامنه زمانی و مکانی وسیعی نیز میباشد و بررسی های زیادی درباره علل این پدیده انجام گرفته است
نظریه‌های ارائه شده در مورد علل تغییر اقلیم
1- نظریه لایه ازن
فراوانی ازن در اتمسفر ناشی از تعادل موجود بین واکنش‌های تولید و تخریب این گاز است. غلظت ازن اتمسفر در حد PPT ( قسمت در تریلیون قسمت) است. اما همین مقدار کم نقش بسیار مهمی در تعدیل میزان تشعشعات دریافتی به سطح زمین دارد. بیشترین میران ازن اتمسفری (حدود 90 درصد) در استراتسفر وجود دارد که حداکثر غلظت آن در این منطقه، در استوا در ارتفاع 25 کیلومتری و در نزدیک قطبین در ارتفاع 15 کیلومتری میباشد. ازن، جاذب قوی اشعه ماوراء بنفش است، در نتیجه، سطح زمین از تابش این اشعه مضر محافظت می‌شود. بخش باقی مانده ازن موجود در اتمسفر (کمتر از 10 درصد) در تروپسفر قرار دارد. امروزه مشخص شده است که لایه ازن استراتسفری به سرعت در حال تخریب میباشد. بیشترین تخریب لایه ازن در استراتسفر موجود بر فراز قطب جنوب در طی بهار نیمکره جنوبی (سپتامبر، اکتبر) صورت می‌گیرد. کاهش لایه ازن در استراتسفر قطب شمال کمتر از قطب جنوب بوده و در طی ماه‌های ژانویه تا فوریه صورت می‌گیرد. بطور کلی، سرعت تخریب ازن در دنیا تقریبا 3/2 درصد در هر 10 سال است. درزمستان و بهار در نیمکره جنوبی چرخشهای اتمسفری به وسیله بادهای غربی (جریان‌های موضعی) محدود می‌شوند. این بادها به نحو مؤثری فضای قطب جنوب را مجزا کرده و باعث می‌شود که دمای هوا در زمستان قطب جنوب به 85- درجه سانتیگراد برسد. در این شرایط فضا برای تولید ترکیبات ویژه‌ای از کلر آماده می‌شود که به شدت مخرب لایه ازن است. اما در نیمکره شمالی، چرخشهای اتمسفری محلی بسیار کمتر بوده و بنابراین، استراتسفر قطب شمالی زیاد سرد نمی‌شود و در نتیجه، تخریب ازن در نیمکره شمالی، عرض‌های میانی و قطب شمال کمتر استعقیده کلی بر این است که ترکیباتی چون اکسید نیتریک، رادیکال‌های هیدروکسید (OH) و اتم‌های کلر و برم، همگی به صورت کاتالیزورهایی عمل می‌کنند که گاز ازن را در طی مراحل مختلف می‌شکنند . بنابراین اگر ترکیبات مولد این کاتالیزورها در جو افزایش یابد، آنگاه سرعت تخریب لایه ازن بیش از تولید آن بوده و از آنجا که تعادلی پویا بین تولید و تخریب ازن حکمفرماست، افزایش غلظت کاتالیزور تا بدان حد سرعت تخریب را افزایش می‌دهد که تعادل جدید در غلظت کمتر ازن بدست آید
2- نظریه درجه حرارت زمین
منشأ کلیه انرژی‌های مصرفی در زمین، انرژی خورشید است که به صورت امواجی با طول موج بلند و کوتاه به سوی زمین گسیل می‌شود. همچنین، سرد شدن زمین نیز از طریق امواج با طول موج بلند صورت می‌گیرد. سطح تعادل بین امواج رسیده به زمین و امواج گسیل شده از آن، بیانگر درجه حرارت زمین میباشد. تاکنون نظریات متفاوتی برای توجیه علل تغییرات درجه حرارت زمین پیشنهاد شده است که مهمترین آنها به صورت زیر می‌باشند:
3- نظریه چگالی انرژی خورشیدی
ستاره شناسان بر این باورند که لکه‌های خورشیدی شاخص تغییرات عمده‌ای در سطح خورشید می‌باشند، به این ترتیب که تعداد لکه‌های زیاد مبین فعالیت بیشتر خورشید و باد شدیدتر خورشیدی بوده و هنگامی که تعداد لکه‌های مزبور کاهش یابد، خورشید و باد خورشیدی آرام‌تر می‌شود.بر اساس این فرضیه تعمیم یافته، در زمان فعالیت نسبتا آرام لکه‌های خورشیدی، زمین سرد می‌شود. در این فرضیه، عصر کوچک یخبندان نیز وجود دارد.درارتباط با مدار گردش زمین به دور خورشید، سه عامل، آشفتگی‌های دوره‌ای آب و هوایی ایجاد می‌کنند که هر کدام از آنها، تغییراتی را در میزان تشعشع و کیفیت انتشار انرژی خورشیدی در سطح کره زمین بوجود می‌آورند. این سه عامل عبارتند از:
1-مدار گردش زمین به دور خورشید، دایره کامل نیست و درجه بیضوی یا درجه دوری از مرکز آن، به آرامی در طی 100000 سال تغییر می‌کند.
2-میل محوری زمین یا انحنای آن نسبت به صفحه گردش سالانه‌اش به دور خورشید، در حال حاضر برابر 5/23 درجه است و در طول40000 سال تقریبا به اندازه یک درجه منحرف می‌شود.
3-زمین از مسیر گردش خود انحراف یافته و این انحراف به طور دوره‌ای در هر 20000 سال صورت می‌گیرد.
عوامل ذکر شده، اگرچه در مقیاس زمانی طولانی عمل می‌کنند، ولی توزیع انرژی خورشیدی را تحت تأثیر قرار می‌دهند و دانشمندان عقیده دارندکه این عوامل، عصرهای یخبندان را بوجود می‌آورند. همچنین، با وجود اینکه چگالی انرژی خورشیدی نقش زیادی در اقلیم جهانی دارد، ولی تغییرات آن بسیار کم است و برای اینکه این تغییرات بر روی اقلیم اثر بگذارند، باید اثرات آنها در سطح وسیعی توسعه یابد. یکی از محیط‌هایی که می‌تواند اثرات تغییر چگالی تابش خورشید را در سطح وسیعی گسترده سازد، اقیانوس‌ها هستند. تغییر دمای آب اقیانوس‌ها بخصوص تغییر دمای سطح آب، می‌تواند باعث تغییراتی در فشار و رطوبت اتمسفر شود و این پدیده نیز باعث تحولاتی در جو خواهد شد
4- نظریه گازهای گلخانه‌ای
این نظریه، مهمترین و پرطرفدارترین نظریه در زمینه توجیه تغییر اقلیم میباشد. بر اساس این نظریه، جو زمین دارای برخی از گازها موسوم به گازهای گلخانه‌ای است. این گازها نسبت به امواج با طول موج کوتاه که از سوی خورشید به سوی زمین گسیل می‌شوند، شفاف بوده ولی امواج با طول موج بلندی که از طرف زمین ارسال می‌شود را جذب می‌کنند. این امر باعث بالا رفتن دمای این گازها شده و در نهایت، مقدار قابل توجهی از انرژی آنها به سطح زمین بازگردانده می‌شود. برگشت این انرژی گرمایی به سطح زمین، سبب افزایش دمای سطح زمین می‌شود که این پدیده، اثر گلخانه‌ای نام دارد. البته، برقراری اثر گلخانه‌ای مربوط به عصر حاضر نبوده و یکی از ویژگی‌های برجسته و تاریخی جو زمین می‌باشدمطالعات نشان می‌دهد که در حضور گازهای گلخانه‌ای، دمای زمین، 33 درجه سانتیگراد گرمتر از شرایط بدون این گازها است ( دمای کره زمین در شرایط فعلی 15 درجه سانتیگراد میباشد که در صورت عدم حضور گازهای گلخانه‌ای به 18- درجه سانتیگراد تنزل می‌کند). بر این اساس در صورت افزایش میزان گازهای گلخانه‌ای در جو زمین، بخش بیشتری از انرژی خورشیدی در زمین نگهداری شده و این امر سبب افزایش دمای کره زمین خواهد شد. با استناد به شواهد و مدارک موجود، دمای زمین در طی 100 سال گذشته به میزان 6/0 – 3/0 درجه سانتیگراد افزایش یافته است که این افزایش متناسب با ازدیاد میزان گازهای گلخانه‌ای موجود در جو زمین میباشد. با این وجود، اقلیم شناسان، عوامل دیگری را نیز در گرمای کره زمین مؤثر می‌دانند و معتقدند که تنها اثر گازهای گلخانه‌ای، عامل گرم شدن کره زمین نمی‌باشدنوع منبع و درجه تأثیر گازهای گلخانه‌ای متفاوت است. از بین گازهای گلخانه‌ای، بخار آب، دی اکسید متان، اکسیدهای نیتروژن و انواع کلروفلوروکربن‌ها (CFC) و ازن از مهمترین گازهای گلخانه‌ای هستند. ثابت شده است که غلظت این گازها به طور طبیعی، در مقیاس زمانی عصر یخبندان تغییر می‌کند، ولی از شروع انقلاب صنعتی به دلیل ازدیاد جمعیت، توسعه صنعتی و بهبود کشاورزی، میزان این گازها در جو زمین به سرعت افزایش یافته است. با وجود اینکه هر یک از این گازها دارای منابع طبیعی و مصنوعی می‌باشند، ولی محققان بر این عقیده‌اند که این سرعت ازدیاد تنها از فعالیت‌های بشر ناشی شده است
5 - نظریه گرد و غبار آتشفشانی
بر اساس این نظریه، گرد و غبارهای آتشفشانی به دلیل داشتن اندازه‌های کوچک، امواج کوتاه خورشیدی را بازتاب می‌کنند ولی بر روی امواج با طول موج بلند بدون اثر هستند؛ در نتیجه این امواج بدون هیچ مانعی از محدوده زمین خارج می‌شوند. بنابراین، افزایش گرد و غبار سبب کاهش درجه حرارت زمین خواهد شد . علاوه بر نظریه های بیان شده، بررسی هایی نیز در رابطه با تاثیرات ناشی از این پدیده صورت گرفته است
نوشته : محمدرضا عینی